Der Large Hadron Collider ist abgeschaltet: Der milliardenschwere Umbau zum High-Luminosity LHC beginnt

Alle wichtigen Details sind durch aktuelle CERN- und Nachrichtenquellen bestätigt. Hier ist eine strukturierte Zusammenfassung:

Abschaltzeitplan und Umfang

• Letzte Teilchenstrahlen verworfen am 29. Juni 2026, was das Ende von Run 3 und mehr als 16 Jahren Betrieb mit Kollisionen (2010–2026) markiert .
• Long Shutdown 3 (LS3) hat sofort begonnen. Er wird voraussichtlich bis zu vier Jahre dauern und Tausende von Experten an den CERN-Standorten und in den Tunneln beschäftigen .
• Das LS3-Programm umfasst umfangreiche Wartungs-, Konsolidierungs- und Installationsarbeiten, um den LHC in den High-Luminosity LHC (HL-LHC) umzuwandeln .

Wissenschaftliche Errungenschaften der LHC-Ära

• Entdeckung des Higgs-Bosons – Am 4. Juli 2012 gaben die ATLAS- und CMS-Kollaborationen die Entdeckung eines neuen Bosons bekannt, das mit dem Higgs-Boson des Standardmodells übereinstimmt und eine jahrzehntelange Suche abschließt . Die Entdeckung wurde 2013 mit dem Nobelpreis für Physik ausgezeichnet .
• Run 1 (2010–2012): Erste Kollisionen bei 3,5 TeV pro Strahl, ein Weltrekord, der zur Higgs-Entdeckung führte .
• Run 2 (2015–2018): Kollisionen bei 6,5 TeV pro Strahl; umfangreiche Präzisionsmessungen des Higgs-Bosons und Beobachtung vieler seltener Prozesse .
• Run 3 (2022–2026): Fortsetzung der Proton-Proton- und Schwerionenkollisionen, wobei der gesamte Datensatz Hunderte von inversen Femtobarn umfasst .

Das HL-LHC-Upgrade – Kosten und technische Details

• Kosten: Der HL-LHC ist ein milliardenschweres Projekt. Die genannte Summe von ~1,5 Milliarden US-Dollar (etwa 1,5–1,6 Milliarden CHF) liegt im Rahmen des genehmigten Budgets für das Upgrade .
• Steigerung der Leuchtkraft: Ziel ist eine Verzehnfachung der integrierten Leuchtkraft auf bis zu 3000 fb⁻¹ insgesamt .
• Neue supraleitende Magnete: Leistungsstärkere 12-Tesla-Quadrupolmagnete (innere Tripletts) werden die Strahlen stärker fokussieren, verglichen mit 8 T beim aktuellen LHC .
• Crab Cavities: Supraleitende Hochfrequenz-Crab Cavities werden die Teilchenpakete vor der Kollision neigen, um die geometrische Leuchtkraft zu maximieren .
• Weitere Upgrades: Neue Kollimatoren, Abschirmungen und verbesserte Detektoren (ATLAS, CMS, ALICE, LHCb) sind Teil von LS3 .

Erwarteter Neustart und zukünftige Fähigkeiten

• Datenaufnahme wird frühestens 2030 erwartet .
• Präzise Higgs-Messungen – Der HL-LHC wird jährlich rund 15 Millionen Higgs-Bosonen produzieren, was detaillierte Studien der Higgs-Kopplungen und -Selbstwechselwirkungen ermöglicht.
• Dunkle-Materie-Suche – Höhere Leuchtkraft erhöht die Empfindlichkeit für Weakly Interacting Massive Particles und andere Signaturen jenseits des Standardmodells.
• ~30 % größere Entdeckungsreichweite für neue schwere Teilchen – der wesentlich größere Datensatz erweitert den Massenbereich, in dem neue Teilchen entdeckt oder ausgeschlossen werden können .

Anmerkung: Die Angabe „18-jähriger Betrieb“ ist eine grobe Annäherung, die von den ersten Kollisionen (2010) bis Run 3 (2026) reicht, obwohl die Maschine für LS2 (2019–2021) und frühere Wartungsphasen abgeschaltet war. Die tatsächliche Betriebszeit umfasst etwa 13 Jahre Kollisionszeit über einen Zeitraum von 16 Kalenderjahren hinweg.